【正文】 作者在攻讀學(xué)士學(xué)位期間的工作自始至終都是在師老師全面、具體的指導(dǎo)下進(jìn)行的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)不單單是對(duì)一個(gè)題目的研究學(xué)習(xí)，而重點(diǎn)是在檢驗(yàn)一個(gè)人在大學(xué)四年里所學(xué)知識(shí)掌握程度及綜合能力的 發(fā)揮。 為了抑制印制板導(dǎo)線之間 的 串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)盡量避免長距離 的 平等走線，盡可能拉開線與線之間 的 距離，信號(hào)線與地線及電源線盡可能不交叉。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于 10MHz 時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。 數(shù)字地與模擬地分開。 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心 ,圍繞它進(jìn)行布局，元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊的排列在 PCB 上。 ，下一步則要對(duì)所設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行檢查。 Border選擇項(xiàng)用來設(shè)置邊框顏色，在選擇了此項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出顏色對(duì)話框，你只需選擇所需顏色后點(diǎn)擊 OK 鍵后即可。 而同樣速度的 Motorola單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘只需 4MHz，更適合用于工控系統(tǒng)。 圖 、 狀態(tài)檢測 圖 電源隔離 /狀態(tài)檢測部分信號(hào)波形 由于 C8051F330 和 A/D轉(zhuǎn)換部分的供電電壓在 ～ ，而蓄電池的最小電 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 ，所以檢測電壓先要進(jìn)行分壓，然后在進(jìn)行檢測 ，直流側(cè)電壓的檢測如圖，有圖可得 U1=(AR2/(AR1+AR2)) U2=((15+)≈ *U2， 其中 AR1=15K， AR2=， U1 表示分壓 A/D 采樣電壓最大輸出電壓， U2 表示電池的實(shí)際電壓。目前常用的孤島效應(yīng)檢測方法主要有兩種，分別是被動(dòng)檢測方法和主動(dòng)式檢測方法。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 圖 變器的一般拓?fù)? 與傳統(tǒng)的電壓逆變器或電流源逆變器不同的 Z變器既可以以電壓型逆變器模 式工作，也可以以電流型逆變器模式工作，它具有以下的獨(dú)特點(diǎn)： （ 1） 從電路結(jié)構(gòu)上，以電壓型逆變器模式工作， Z 源逆變器的輸入電源為電壓源，主電路為傳統(tǒng)的電壓源逆變器結(jié)構(gòu)， Z 源網(wǎng)路輸入阻抗較小，所采用的開關(guān)是開關(guān)器 件和二極管反并聯(lián)的組合，負(fù)載為感性，輸入阻抗較小。 對(duì)于 DC/AC 逆變器 ， 一個(gè)直流電流源為逆變器主電路 —— 三相逆變橋供電，通過其將直流電能轉(zhuǎn) 換為交流電能向交流負(fù)載供電。 傳統(tǒng)逆變器 分 為電壓型和電流型逆變器， DC/AC的功率變換技術(shù)就是基于兩 種傳統(tǒng)的逆變拓?fù)?。C +85176。其中單片機(jī)的檢測控制是非常重要的，通過對(duì)電流、電壓的檢測來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。我國國內(nèi)光伏市場十分巨大。在 1995年西藏的無水力無電力縣中，已建成 2個(gè)功率分別為 10千瓦和 20 千瓦的光伏電站?，F(xiàn)實(shí)意義在于 光伏發(fā)電作為常規(guī)能源的補(bǔ)充， 越來越受人們的重視；并網(wǎng)系統(tǒng)從環(huán)境保護(hù)以及能源戰(zhàn)略上具有重大意義。s solar photovoltaic power grid feeder system, being a very important issue. Key Words: singlechip puter 。到時(shí)候 太陽能并網(wǎng)饋電系統(tǒng)在 高壓輸電網(wǎng)絡(luò) 中 ， 可 以 參與電力的輸送和調(diào)配，是世界各國未來可再生能源發(fā)電的重要發(fā)展方向。第二種 是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)用電負(fù)荷較大時(shí)，太陽能電力不足就向 市電購 電 ，而負(fù)荷較小時(shí)，或用不完電力時(shí)，就可將多余的電力賣給市電。并且 1999年德國光伏上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí) ，極大地刺激德國乃至世界的光伏市 場。 我國在光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)方面的研發(fā)起步較晚 ,至今尚處于研究試驗(yàn)階段。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2） 掌握 太陽能光伏發(fā) 電并網(wǎng)饋電 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)、工作原理等專業(yè)技術(shù) 。 SPI、 I2C、 UART等通訊協(xié)議 ，以便應(yīng)用軟件開發(fā)。兩個(gè) C2接口引腳可以與用戶功能共享，使在系統(tǒng)調(diào)試功能不占用封裝引腳。 圖 圖 。 （ 2） 它們的抗電磁干擾能力較差，影響了它們的可靠性。圖中 T0、 T1直接由 C8051F330的 SPWM控制交替工作，最終實(shí)現(xiàn)交流電正負(fù)半周的輸出。為了準(zhǔn)確計(jì)量電站的電能輸 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 出及系統(tǒng)運(yùn)行狀況需要設(shè)立智能電量管理及系統(tǒng)狀況監(jiān)控系統(tǒng)。 其中， NMOSFET我選用 IRF530 芯片， 它的絕對(duì)額定最 大漏源極電壓為 100V，絕對(duì)額定最大漏極電流為 14A（溫度為 25℃ ）， PMOSFET 我選用IRF9530 芯片，它的絕對(duì)額定最大漏源極電壓為 100V，絕對(duì)額定最大漏極電流為 14A（溫度為 25℃ ）。進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)窗口的步驟如下： DXP20xx系統(tǒng)，執(zhí)行 File(文件 )/New(新建 )命令建立一個(gè)新工程。（有些不同的元件 可能在 不同的元件庫，要根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的原理圖選擇所要加載的元件庫，具體參照 本網(wǎng)站上有關(guān)具體說明。 PCB 尺寸過大時(shí)，印制線條長，阻抗增大，抗干擾能力下降，成本也增加； PCB尺寸過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。尤其是電源線和地線，電源線和地線應(yīng)接成樹狀，盡量加粗，使它能通過三倍于印刷板上的允許電流。 電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。 電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作 的 能力。必要時(shí)可加終端匹配，即在傳輸線 的 末端對(duì)地和電源端各加接一個(gè)相同阻值 的 匹配電阻。 設(shè)計(jì)過程的重點(diǎn)難點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)在于對(duì)實(shí)際線路的分析及設(shè)計(jì)，其中面臨的主要問題是對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)和對(duì)相關(guān)芯片的 性能特征的掌握 。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)聲明 26 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )獨(dú)創(chuàng)聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)與優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。為了查一個(gè)原理或知識(shí)點(diǎn)，可能會(huì)觸及到很多知識(shí)，很長見識(shí)！經(jīng)過查閱多種參考資料， 才能更深刻的理解，從而將書本上的理論應(yīng)用于今后的實(shí)際工作中去，這種能力的培養(yǎng)對(duì)我將來的工作和實(shí)踐將會(huì)起到巨大的促進(jìn)作用。最好是緊緊挨著最不重要 的地址引線放置地回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。 設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成 的 印制電路板 的 地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯 的提高抗噪聲能力。 原則上每個(gè)集成 電路芯片都應(yīng)布置一個(gè) 的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每 4～ 8個(gè)芯片布置一個(gè) 1～ 10uf的瓷片電容。 印刷板導(dǎo)線的最小 寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定 .對(duì)于集成電路，尤其數(shù)字電路，通常選用 ～ 。我們采用自動(dòng)布局和手動(dòng)布局相結(jié)合的方法。 (5)在 document options 對(duì)話框中，選擇 anization 則是進(jìn)行文檔屬性，名稱，設(shè)計(jì)單位等進(jìn)行設(shè)置。對(duì)容易受干擾的部分，可加設(shè)屏蔽金屬罩并接地，使干擾磁信號(hào) 被短路接地。 系統(tǒng)控制部分如圖 所示，包括充電 (太陽能給電池充電 ) 狀態(tài)下的 PWM恒流控制及能饋狀態(tài)下的 SPWM逆變控制。另 外，頻率擾動(dòng)會(huì)引起輸出電流波形的畸變，同時(shí)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)需要進(jìn)行電能質(zhì)量治理時(shí)，頻率的擾動(dòng)會(huì)對(duì)諧波補(bǔ)償效果造成較嚴(yán)重的影響。 我 最終 沒有選擇 Z型逆變器，雖然它與傳統(tǒng)的逆變器相比存在很多的優(yōu)越性，可是考慮到我 知識(shí)的有限和 采用這種逆變器將給軟件方面增加一些難度，再加之在技術(shù)上的不成熟，也將會(huì)帶來一些新的問題，因此 ,我選擇 在 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上屬于電壓型控制逆變電路 ，而在 控制方式上 用 電流控制型電路 ， 以盡量彌補(bǔ)只用一種逆變器所造成的缺陷。由此它 的抗電磁干擾的能力較差，影響了它們的可靠性。可以看出，電流源逆變器其實(shí)是電壓源逆變器的對(duì)偶電路。調(diào) 試邏輯支持觀察和修改存儲(chǔ)器和寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、運(yùn)行和停機(jī)命令。總之， 太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)饋電 系統(tǒng) 微處理器 應(yīng)具有以下光伏 發(fā)電 DC12V 蓄電池 逆 變 切 換AC7V 公 網(wǎng) AC220V 電源隔離 狀態(tài)檢測 80C51 單片機(jī) 電壓 /電流 檢測 控制 充電 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 特點(diǎn)及硬件資源： 系統(tǒng) 應(yīng)涉及電壓、電流、溫度等模擬信號(hào)的多路連續(xù)采，因而微處理器內(nèi)應(yīng)嵌有 3路以上的 A/D轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換精度 10位以上。本文著重介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 據(jù)悉，敦煌 8兆瓦系統(tǒng)目前即使在全世界也是最大的，光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 先的德國也只有 5兆瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)。 1993年，德國首先開始實(shí)施由政府投資支持，被電力公司認(rèn)可的 1000 屋頂計(jì)劃，繼而擴(kuò)展為 20xx 屋頂計(jì)劃，現(xiàn)在實(shí)際建成的屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)超過 5000。在國內(nèi)外應(yīng)用已有若干年，系統(tǒng)比較簡單，而且適應(yīng)性廣。 光伏發(fā)電就是其中之一。 Phase detection 。 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史與趨勢(shì) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 國外光伏發(fā)電歷史及現(xiàn) 狀 近幾年，國際上光伏發(fā)電快速發(fā)展，美國、歐洲及日本制定了龐大的光伏發(fā)電發(fā)展計(jì)劃。據(jù) 不完全統(tǒng)計(jì)，在這些地區(qū)已建成 10～ 100kW光伏電 40 多座， 推廣家用光伏電源 15萬臺(tái)，總功率達(dá) 。 表 20xx 年全國年累計(jì)光伏并網(wǎng)發(fā)電量（ MW） 年份 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 荒漠并網(wǎng)發(fā)電 8 18 30 45 60 屋頂并網(wǎng)發(fā)電 8 18 30 45 60 課題主要研究的內(nèi)容 （ 1） 完成太陽能并網(wǎng)饋電系統(tǒng)擬用 80C51F330單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控 制。主要由光伏陣列、并網(wǎng)逆變器及控制檢測保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成，直接或通過變壓器與電網(wǎng)連接把電能送上電網(wǎng)。 2%的精度，可支持無晶體 UART操作 ? 80/40/20/10 kHz低頻率、低功耗振蕩器 ? 外部振蕩器：晶體、 RC、 C、或外部時(shí)鐘 ? 可在運(yùn)行中切換時(shí)鐘源，適用于節(jié)電方式 C8051F330器件是完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型 MCU。 電壓源型逆變器拓?fù)淇梢钥醋鍪?由 BUCK變換電路拓展而來的， 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 電壓源逆變器也可以稱為電壓源變流器 ， 而且電壓源逆變器必須具有恒定的輸入電壓源 ，也就是說它的戴維南等效阻抗應(yīng)當(dāng)是理想的為 0， 如果電源電壓不夠恒定 ， 可以在輸入側(cè)接入一個(gè)大的用來儲(chǔ)能的電容器。同電壓源逆變器一樣，電流源逆變器存在下列概念上和理論上的局限性和不足： （ 1） 傳統(tǒng)的電流型逆變器電路其交流負(fù)載不得不為電容性或必需并聯(lián)電容，以保證電流源逆變器能夠正常工作。 （ 2） 從控制方法上，以電壓型逆變器模式工作時(shí)， Z 源逆變器主電路可以承受瞬時(shí)短路 ， 并通過特殊的控制方式引入短路零矢量而為逆變器的升壓提供可能 。電網(wǎng)脫離后有功的波動(dòng)會(huì)引起光伏系統(tǒng)端口電壓的變化，無功的波動(dòng)會(huì)引起光伏系統(tǒng)輸出頻率的變化。對(duì)電池電流的檢測，如果 AR3 選取不得當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生大功率，這不僅是一種浪費(fèi)還可能造成原件的損毀，因此我采用一個(gè) 的取樣電阻 ，這樣就會(huì)減小了大功率的消耗，在電流檢測時(shí)進(jìn)行放大。 (3)輸入、輸出隔離 ， 輸入、輸出信號(hào)可加光電耦合器隔離，防止外圍器件動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的回流沖擊系統(tǒng)電路。在選擇該選擇頁后同樣會(huì)彈出顏色對(duì)話框，設(shè)置方法同上。 印制電路板的制作 印刷電路板是整個(gè) 光伏發(fā)電并網(wǎng)饋電系統(tǒng)各個(gè)部分 高密度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大，故印刷電路板設(shè)計(jì)決不單是器件，線路的簡單布局安排，還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。布局的過程中，應(yīng)盡量將相關(guān)聯(lián)的元器件就近放置，以減短走線的長度；時(shí)鐘電路、晶振、電容應(yīng)緊貼相接的芯片，這樣有利于抗干擾，提高電 路工作的可靠性。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)，可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。 數(shù)字電路與模擬電路分開 電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者 的 地線不要相混，分別與電源端地線相連。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 為了避免高頻信號(hào)通過印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生 的 電磁輻射，在印制電路板布線時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 的 不連續(xù)性，例如導(dǎo)線寬度不要突變，導(dǎo)線 的 拐角應(yīng)大于 90 度禁止環(huán)狀走線等。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐過程，使我認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)和實(shí)踐之間是存在一定差距的。師老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，使學(xué)生受益匪淺 ，終生難忘。 參考文獻(xiàn) 23 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟 單片機(jī)基礎(chǔ) [M] 北京：航空航天大學(xué)出版社， :187203 [2] 求是科技編著 單片機(jī)典型外圍器件 及應(yīng)用實(shí)例 北京：人民郵電出版社， 20xx: 160167 [3] 王毅編著 單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè) [M] 北京：人民郵電出版社， [4] 竇振中編著 單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)．輸出通道器件分冊(cè) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx: 256271 [5] 沙占友 , 孟志永 , 王彥朋等著 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) [M] 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx: 7699 [6] 劉